云存儲中多維數(shù)據(jù)查詢隱私保護的研究與應用.pdf

1、在云存儲中，數(shù)據(jù)擁有者將加密的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)索引上傳到云服務器（Cloud service provider，CSP）中，當用戶要對數(shù)據(jù)進行查詢時，CSP需要根據(jù)存儲的索引信息對數(shù)據(jù)進行檢索。這雖然能保證數(shù)據(jù)的機密性，但由于CSP是半可信且好奇的，所以當CSP處理大量的數(shù)據(jù)查詢請求時，就有可能造成隱私泄露。因此一個好的數(shù)據(jù)查詢機制既能夠提供高效的數(shù)據(jù)查詢，又能夠保證用戶數(shù)據(jù)隱私和查詢隱私。多維數(shù)據(jù)是一類比較廣泛而重要的數(shù)據(jù)，近年來，關于多維

2、數(shù)據(jù)查詢機制的研究成為了熱點。本文針對多維實時數(shù)據(jù)和多服務器的場景，對多維數(shù)據(jù)的隱私保護查詢算法進行了以下研究：
　　1.針對云存儲中實時數(shù)據(jù)外包的隱私保護問題，提出了一種多維實時數(shù)據(jù)范圍查詢的隱私保護方案。在傳統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)外包場景中，由數(shù)據(jù)擁有者負責對數(shù)據(jù)收集者們收集到的實時數(shù)據(jù)進行加密、索引建立以及數(shù)據(jù)上傳工作。新方案將系統(tǒng)總時間分成 N個時間階段，并將基于非對稱加密技術的密鑰隔離技術（Key-insulated techno

3、logy）運用在桶化方案中。新方案中的數(shù)據(jù)收集者們分擔了原本由數(shù)據(jù)擁有者承擔的數(shù)據(jù)加密、索引建立和數(shù)據(jù)上傳工作，大大降低了數(shù)據(jù)擁有者的開銷；新方案中密鑰在每個時間階段進行自主更新，密鑰管理工作簡便，數(shù)據(jù)擁有者僅需在每N個時間階段對密鑰進行初始化即可。另外，新方案還支持查詢結果的完整性驗證，能夠檢測出半可信CSP是否返回了正確的查詢結果。
　　2.在上述方案的研究基礎上，本文還提出了一個改進方案。與上述方案相比，改進方案將密鑰更新技

4、術（Key-evolving technology）運用在桶化方案中，其密鑰更新工作無需第三方服務器的參與。從實驗結果來看，改進方案的數(shù)據(jù)加密及索引建立的開銷增大了，而查詢及查詢結果完整性驗證的開銷減小了。
　　3.針對云存儲中多服務器的密文檢索問題，提出了一種多服務器的多維范圍查詢隱私保護方案。新方案提出了一種適用于多服務的數(shù)據(jù)外包場景的桶化方案，能夠保證數(shù)據(jù)存儲的聚集性和均勻性，為后續(xù)高效的數(shù)據(jù)檢索提供了保證，解決了因數(shù)據(jù)存儲